CN113772574A - 卷扬制动系统和起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷扬制动系统和起重机。卷扬制动系统包括变量闭式泵、变量马达、卷扬制动油缸和控制阀。卷扬制动油缸包括缸体和活塞杆。控制阀具有与缸体的有杆腔连通的控制油口、进油口和回油口且包括第一换向阀和备用回油装置。第一换向阀的第一油口与进油口连接，第一换向阀的第二油口与回油口连接，备用回油装置设置在控制油口与回油口之间以使得缸体的有杆腔内的油液通过备用回油装置回油。当第一换向阀发生故障而无法换向时，卷扬制动油缸的有杆腔的油液可通过备用回油装置回油，使得卷扬制动缸抱住卷扬实现对卷扬的制动，进而有效防止卷扬下滑失速发生事故。

Description

卷扬制动系统和起重机

技术领域

本发明涉及工程机械，特别涉及一种卷扬制动系统和起重机。

背景技术

目前，在工程起重机领域，起重机卷扬(含提升和变幅)液压系统通常采用开式系统，在卷扬马达上加装平衡阀可以解决负载平稳下降，手柄回中位后，即使卷扬制动器因故障没有及时关闭，只要平衡阀关闭，依然可以防止卷扬下滑。但是，在大吨位起重设备中，如果继续采用开式系统，则会存在系统效率低、发热严重、运行平稳性差等问题。

在大吨位起重设备中采用闭式回路，就能够很好的解决以上问题。目前国内三百吨以上的大吨位起重机卷扬系统大多采用闭式液压系统，当执行卷扬起落动作时，手柄回中位后，若闭式系统制动器控制阀因故障无法关闭，那么重物将会出现下滑，严重时会发生卷扬失速现象，重物快速下降，发生重大安全事故。

如图1所示，现有技术的卷扬制动系统包括变量闭式泵10、变量马达20、卷扬制动油缸30和控制阀40。如图2所示，控制阀40 包括两位两通电磁换向阀41和单向阀42。两位两通电磁换向阀41 的第一油口与进油口P连接，两位两通电磁换向阀41的第二油口通过单向阀42与回油口T连接，两位两通电磁换向阀41的第三油口与控制油口A连接，控制油口A与卷扬制动油缸30的无杆腔连通。当起重机起吊工作时，两位两通电磁换向阀41得电，压力油通过进油口P到达卷扬制动油缸30的无杆腔，从而使得活塞杆脱开卷扬，此时卷扬可以运转。当起重机停止工作时，两位两通电磁换向阀41 失电，卷扬制动油缸30的无杆腔内的压力油通过两位两通电磁换向阀41回到油箱，此时卷扬制动油缸30的活塞杆抱住卷扬，起吊重物不再运动。但是当两位两通电磁换向阀41因故障而无法换向时，卷扬制动油缸30将一直处于开启状态，重物将会出现下滑，严重时会发生卷扬失速现象，重物快速下降而发生重大安全事故。

在此需要说明的是，该背景技术部分的陈述仅提供与本发明有关的背景技术，并不必然构成现有技术。

发明内容

本发明提供一种卷扬制动系统和起重机，以有效防止重物下滑失速。

本发明第一方面提供一种卷扬制动系统，包括：

卷扬制动油缸，包括缸体和活塞杆，缸体的无杆腔内设置有弹簧，活塞杆用于对卷扬制动；

变量马达，具有第一马达油口和第二马达油口，且与活塞杆驱动连接；

变量闭式泵，具有第一泵油口和第二泵油口，第一马达油口与第一泵油口连接，第二马达油口与第二泵油口连接；和

控制阀，具有与缸体的有杆腔连通的控制油口、进油口和回油口且包括第一换向阀和备用回油装置，第一换向阀的第一油口与进油口连接，第一换向阀的第二油口与回油口连接，备用回油装置设置在控制油口与回油口之间以使得缸体的有杆腔内的油液通过备用回油装置回油。

在一些实施例中，备用回油装置包括第二换向阀，第二换向阀连接第一换向阀和进油口，第二换向阀的第一油口与进油口连接，第二换向阀的第二油口与回油口连接，第二换向阀的第三油口与第一换向阀的第一油口连接。

在一些实施例中，备用回油装置还包括滤网阻尼，滤网阻尼设置在控制油口与回油口之间。

在一些实施例中，控制阀还包括第一单向阀，第一单向阀设置在第一换向阀的第二油口与回油口之间。

在一些实施例中，第一换向阀和第一单向阀共同形成第一阀块，第二换向阀形成第二阀块，滤网阻尼形成第三阀块。

在一些实施例中，控制阀还包括第二单向阀，第二单向阀设置在滤网阻尼与回油口之间。

在一些实施例中，备用回油装置包括滤网阻尼，滤网阻尼设置在控制油口与回油口之间。

在一些实施例中，卷扬制动系统还包括第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀设置在第一换向阀的第二油口与回油口之间，第二单向阀设置在滤网阻尼与回油口之间。

本发明第二方面提供一种起重机，包括卷扬和上述卷扬制动系统。

基于本发明提供的各方面，卷扬制动系统不仅能够通过第一换向阀回油，还能通过备用回油装置回油，那么当第一换向阀发生故障而无法换向时，卷扬制动油缸的有杆腔的油液可通过备用回油装置回油，使得卷扬制动缸抱住卷扬实现对卷扬的制动，进而有效防止卷扬下滑失速发生事故。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术的卷扬制动系统的结构示意图。

图2为图1中控制阀的结构示意图。

图3为本发明实施例的卷扬制动系统的结构示意图。

图4为图3中控制阀的结构示意图。

图5为本发明另一个实施例的控制阀的结构示意图。

图6为本发明再一个实施例的控制阀的结构示意图。

图7为本发明又一个实施例的控制阀的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参考图3至图7，在一些实施例中，卷扬制动系统包括变量闭式泵100、变量马达200、卷扬制动油缸300和控制阀50。

其中，卷扬制动油缸300包括缸体和活塞杆。缸体的无杆腔内设置有弹簧，活塞杆用于对卷扬制动。

变量马达200具有第一马达油口和第二马达油口。且变量马达200 与活塞杆驱动连接。

变量闭式泵100具有第一泵油口和第二泵油口。第一马达油口与第一泵油口连接。第二马达油口与第二泵油口连接。

控制阀具有与缸体的有杆腔连通的控制油口A、进油口P和回油口且包括第一换向阀和备用回油装置。第一换向阀的第一油口与进油口P连接，第一换向阀的第二油口与回油口连接，备用回油装置设置在控制油口A与回油口之间以使得缸体的有杆腔内的油液通过备用回油装置回油。

本发明实施例的卷扬制动系统不仅能够通过第一换向阀回油，还能通过备用回油装置回油，那么当第一换向阀发生故障而无法换向时，卷扬制动油缸300的有杆腔的油液可通过备用回油装置回油，使得卷扬制动缸抱住卷扬实现对卷扬的制动，进而有效防止卷扬下滑失速发生事故。

参考图3和图4，在一些实施例中，控制阀50包括进油口P、第一回油口T1、第二回油口T2和控制油口A。控制阀50包括第一换向阀51。备用回油装置包括第二换向阀52。第二换向阀52连接第一换向阀51和进油口P。第二换向阀52的第一油口与进油口P连接，第二换向阀的第二油口与第一回油口T1连接，第二换向阀52的第三油口与第一换向阀51的第一油口连接。第一换向阀51的第二油口与第二回油口T2连接，第一换向阀51的第三油口与控制油口A连接。

具体地，第一换向阀51和第二换向阀52均为电磁换向阀。当系统起吊工作时，第一换向阀51和第二换向阀52均得电，压力油从进油口P进入到达第二换向阀52，再通过第二换向阀52到达第一换向阀51，然后从控制油口A流出到达卷扬制动油缸300的有杆腔内以使其开启，进而卷扬可转动。当起重机的起吊工作停止时，第一换向阀 51和第二换向阀52均失电，卷扬制动油缸300的有杆腔的压力油到达控制油口A，从控制油口A进入到达第一换向阀51，并回到油箱，此时卷扬制动油缸抱住卷扬以使卷扬制动。若第一换向阀51失电后不换向，只要第二换向阀52失电正常换向，卷扬制动油缸的压力油依然可以通过第二换向阀52回到油箱，使得卷扬制动油缸抱住卷扬实现对卷扬的制动。

在一些实施例中，参考图4，备用回油装置还包括滤网阻尼53。滤网阻尼53设置在控制油口A与回油口之间。具体地，滤网阻尼53 设置在控制油口A与第二回油口T2之间。那么当起重机的起吊工作停止时，即使第一换向阀51和第二换向阀52同时发生故障，失电后不换向，卷扬制动油缸的压力油可以通过滤网阻尼53回到第二回油口 T2，使得卷扬制动油缸抱住卷扬而实现对卷扬的制动。而且，当起重机起吊工作时，压力油从进油口P进入，经过第一换向阀51到达控制油口A，从控制油口A流出得压力油一部分到达卷扬制动油缸而使其开启，同时另一部分压力油通过滤网阻尼53回油箱，滤网阻尼53 的设置使得压力油可以缓慢开启卷扬制动油缸，防止打开过快，引起冲击。

在一些实施例中，参考图4，控制阀50还包括第一单向阀56。第一单向阀56设置在第一换向阀51的第二油口与回油口之间。具体地，第一单向阀56设置在第一换向阀51的第二油口与第二回油口T2之间。

参考图4，在一些实施例中，控制阀50还包括第二单向阀55。第二单向阀55设置在滤网阻尼53与第二回油口T2之间。第二单向阀 55防止回油背压高，进而防止回油背压而使得卷扬制动油缸的开启。

具体在图4示出的实施例中，控制阀50还包括滤网54。滤网54 设置在进油口P与第二换向阀52的第一油口之间。滤网54过滤从进油口P进入到控制阀50内的压力油中的杂质，有效防止控制阀卡滞。

在另一些实施例中，参考图5，控制阀60包括第一阀块61、第二阀块62和第三阀块63。其中，第一阀块61包括第一换向阀611和第一单向阀612。第一换向阀611和第一单向阀612共同形成第一阀块 61。第二换向阀621形成第二阀块62，滤网阻尼631形成第三阀块63。在该实施例中，将控制阀60分为多个阀块，方便维修。

在图5示出的实施例中，第二阀块62还包括滤网622，滤网622 与第二换向阀621集成设置在第二阀块62内。

在一些实施例中，参考图7，备用回油装置包括滤网阻尼。滤网阻尼设置在控制油口A与回油口之间。在第一换向阀发生故障无法换向时，卷扬制动油缸内的压力油可通过滤网阻尼回到油箱，进而实现对卷扬的制动。而且滤网阻尼的设置使得压力油缓慢开卷扬启制动油缸，防止开启冲击。

参考图7，在一些实施例中，卷扬制动系统还包括第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀设置在第一换向阀的第二油口与回油口之间，第二单向阀设置在滤网阻尼与回油口之间。

本发明实施例还提供一种起重机，包括卷扬和上述的卷扬制动系统。

下面对图3至图7示出的一些具体实施例的控制阀的结构进行详细说明。

如图3所示，卷扬制动系统包括变量闭式泵100、变量马达200、卷扬制动油缸300和控制阀50。

如图4所示，控制阀50包括第一换向阀51、第二换向阀52、滤网阻尼53、滤网54、第一单向阀56和第二单向阀55。其中，第一换向阀51和第二换向阀52均为电磁换向阀。当起重机起吊工作时，第一换向阀51和第二换向阀52均得电，压力油从控制阀50的进油口P 进入，经过滤网54、第二控制阀52和第一换向阀51并从控制油口A 流出到达卷扬制动油缸300，打开卷扬制动油缸，此时卷扬可以运转，同时一部分压力油通过滤网阻尼53和第二单向阀55回油箱。当起重机停止起吊工作时，第一换向阀51和第二换向阀52均失电，卷扬制动油缸300的压力油通过控制阀50的控制油口到达第一换向阀51并通过第一换向阀56回油，此时卷扬制动油缸抱住卷扬，起吊重物不再运动。

若第一换向阀51故障，失电后不换向，只要第二换向阀52失电正常换向，卷扬制动油缸300的压力油依然可以通过第二换向阀52 回到油箱，卷扬制动油缸抱住卷扬。

若第一换向阀51和第二换向阀52同时发生故障，失电后不换向，卷扬制动油缸的压力油可以通过滤网阻尼53回到油箱，卷扬制动油缸抱住卷扬。

进一步地，如图4所示，本实施例的控制阀还包括多个测压油口。多个测压油口包括进油测压油口Mp1，第一测压油口Ma1、第二测压油口Ma2。其中进油测压油口Mp1与进油口P连接以对进油口P的油压进行检测，第一测压油口Ma1与第二换向阀52的第三油口连接以对第二换向阀52的第三油口的油压进行检测。第二测压油口Ma2 对控制油口A连接以对控制油口A的油压进行检测。该控制阀通过设置以上多个测压油口以对油路的油压进行检测和监控。

可见本实施例的控制阀50应用于起重机闭式卷扬系统中，其设置多层安全冗余设计，即使电磁换向阀损坏，依然可以有效防止卷扬下滑失速，发生事故。而且控制阀50内设置的滤网阻尼53，可以缓慢开卷扬制动油缸，防止开启冲击。另外，进油口P处设置有滤网，可以过滤液压系统中的杂质，有效防止电磁阀卡滞。而且该控制阀集成度高，减少安装空间。

如图5所示，在另一个实施例中，控制阀60包括第一阀块61、第二阀块62和第三阀块63。第一阀块61包括第一换向阀611和第一单向阀612。第二阀块62包括第二换向阀621和滤网622，第三阀块 63包括滤网阻尼631。与图4示出的实施例不同的是，该控制阀60 分为多个阀块，进而方便组装和维修。

如图6所示，在再一个实施例中，控制阀70包括第一换向阀71、第二换向阀72、第一单向阀73和滤网74。与图4示出的实施例不同的是，该控制阀70将滤网阻尼去掉，进而简化整个控制阀的结构。此时备用回油装置由第二换向阀72形成。

如图7所示，在又一个实施例中，控制阀80包括第一换向阀81、滤网阻尼82、第一单向阀84和第二单向阀83。与图4示出的实施例不同的是，该控制阀70将第二换向阀去掉，由滤网阻尼82来形成备用回油装置，进而简化整个控制阀的结构。

图5、图6和图7所示实施例中未描述的结构和工作过程可参考图4所示的实施例。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种卷扬制动系统，其特征在于，包括：

卷扬制动油缸(300)，包括缸体和活塞杆，所述缸体的无杆腔内设置有弹簧，所述活塞杆用于对卷扬制动；

变量马达(200)，具有第一马达油口和第二马达油口，且与所述活塞杆驱动连接；

变量闭式泵(100)，具有第一泵油口和第二泵油口，所述第一马达油口与所述第一泵油口连接，所述第二马达油口与所述第二泵油口连接；和

控制阀(50)，具有与所述缸体的有杆腔连通的控制油口(A)、进油口(P)和回油口且包括第一换向阀和备用回油装置，所述第一换向阀的第一油口与所述进油口连接，所述第一换向阀的第二油口与回油口连接，所述备用回油装置设置在所述控制油口(A)与回油口之间以使得所述缸体的有杆腔内的油液通过所述备用回油装置回油。

2.根据权利要求1所述的卷扬制动系统，其特征在于，所述备用回油装置包括第二换向阀，所述第二换向阀连接所述第一换向阀和所述进油口(P)，所述第二换向阀的第一油口与所述进油口连接，所述第二换向阀的第二油口与回油口连接，所述第二换向阀的第三油口与所述第一换向阀的第一油口连接。

3.根据权利要求2所述的卷扬制动系统，其特征在于，所述备用回油装置还包括滤网阻尼，所述滤网阻尼设置在所述控制油口(A)与所述回油口之间。

4.根据权利要求3所述的卷扬制动系统，其特征在于，所述控制阀还包括第一单向阀，所述第一单向阀设置在所述第一换向阀的第二油口与回油口之间。

5.根据权利要求4所述的卷扬制动系统，其特征在于，所述第一换向阀和所述第一单向阀共同形成第一阀块，所述第二换向阀形成第二阀块，所述滤网阻尼形成第三阀块。

6.根据权利要求4所述的卷扬制动系统，其特征在于，所述控制阀还包括第二单向阀，所述第二单向阀设置在所述滤网阻尼与所述回油口之间。

7.根据权利要求1所述的卷扬制动系统，其特征在于，所述备用回油装置包括滤网阻尼，所述滤网阻尼设置在所述控制油口(A)与回油口之间。

8.根据权利要求7所述的卷扬制动系统，其特征在于，所述卷扬制动系统还包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀设置在所述第一换向阀的第二油口与回油口之间，所述第二单向阀设置在所述滤网阻尼与所述回油口之间。

9.一种起重机，其特征在于，包括卷扬和如权利要求1至8中任一项所述的卷扬制动系统。

Images